Anten PCB: lớp mặt đất và kích thước?


7

Tôi đang sử dụng ăng-ten Inverted-F trên thiết bị ngoại vi / năng lượng thấp Bluetooth Tôi đang thiết kế và tôi không chắc mình nên thiết kế mặt phẳng mặt đất như thế nào.

Mặt phẳng đất không được "quá lớn" cũng không "quá nhỏ", kích thước được đề xuất được mô tả trên ghi chú ứng dụng CSR. Tuy nhiên, tôi có 4 lớp, lớp giữa dành cho VDD và GND, nhưng lớp ngoài cũng có mặt phẳng.

Khi đề cập đến "mặt phẳng ăng ten mặt đất", nó chỉ là mặt phẳng mặt đất của lớp bên trong hay các lớp tổng thể?


Đối với ăng-ten, mọi thứ khác trông giống như mặt đất. Mặt phẳng đất, mặt phẳng nguồn, dây tín hiệu tần số thấp, pin, v.v. Bạn có hình ảnh về bố trí bảng của mình không?
tomnexus 20/07/2015

Câu trả lời:


5

Trong ngữ cảnh của ăng-ten RF, 'mặt phẳng mặt đất' dùng để chỉ bất kỳ vật dẫn nào giống như mặt phẳng gần ăng-ten, mà, giả sử, các tháp truyền FM Radio, thực sự là mặt đất. Giống như loại với bụi bẩn mà bạn đi bộ.

Điều này là do những thứ dẫn điện thường phản ánh sóng điện từ. Điều đó cũng có nghĩa là họ chặn họ đi qua phía bên kia. Vì vậy, để rõ ràng rõ ràng, bạn có thể không có bất kỳ đồng nào trên bất kỳ lớp nào hoặc phía đối diện bên dưới ăng-ten . Đây là 'vùng miễn phí đồng' trong hầu hết các ghi chú ứng dụng. Điểm cuối của ăng ten cũng phải được giữ không có bất kỳ vật liệu dẫn điện nào trong một khoảng cách. Tôi muốn đề nghị toàn bộ chiều rộng của bảng không có bất kỳ phần tử dẫn nào phía trên mép của mặt phẳng tiếp đất. Điều may mắn có lẽ là trường hợp nếu đây là một dongle USB.

Bây giờ, trong trường hợp ăng ten f đảo ngược, nó giúp hiểu cách chúng thực sự hoạt động.

Dòng điện chạy vào bit ăng ten thực tế sẽ được nhân đôi trong mặt phẳng mặt đất và điều này tạo ra một điện trường. Vì vậy, mặt phẳng mặt đất thực sự chỉ là cực khác của một lưỡng cực. Mặt phẳng mặt đất hoạt động như một cực không đối xứng và tăng băng thông, nhưng đối với hầu hết các phần, dòng chảy quan trọng xảy ra hoàn toàn ở rìa của mặt phẳng mặt đất, song song với cột sống của F. Vì vậy, chiều cao (kích thước ở bên phải góc tới cột sống của F) của mặt phẳng đất là không quan trọng. Sẽ ổn nếu mặt phẳng của nó cho toàn bộ chiều cao của bảng (trừ khu vực không có đồng xung quanh ăng-ten, tất nhiên).

Điều này là tốt, bởi vì nó làm cho cuộc sống của chúng ta dễ dàng hơn một chút. Kích thước duy nhất thực sự quan trọng là chiều dài / chiều rộng của mặt phẳng mặt đất, hoặc song song với cột sống của F. Đây là chiều dài của cạnh tạo thành nửa kia của lưỡng cực. Và câu trả lời khá đơn giản:

Càng gần / 4 càng tốt. Đây luôn là khoảng cách của phần L của F. Vì vậy, nó thường sẽ rộng hơn một chút so với chiều dài cột sống của F. Nếu nó nhỏ hơn, bạn sẽ bắt đầu mất băng thông. Nếu nó lớn hơn, bạn sẽ có được một mẫu bức xạ ngày càng đa dạng. Đối với một mẫu đẹp, đa hướng, chiều rộng của bước sóng quý là tốt nhất.

Lưu ý, vì đây là tất cả về các dòng điện cạnh đó, bạn có thể 'gian lận' bằng cách sử dụng một số rãnh sáng tạo của mặt phẳng mặt đất dọc theo cạnh đó.

Cuối cùng, hãy nhớ rằng mặt phẳng là cực khác của một lưỡng cực. Vì vậy, bạn muốn nó không có những thứ dẫn điện cản trở 'tầm nhìn' của không gian trống. Lý tưởng nhất, bạn sẽ làm cho mặt phẳng mặt đất là hai mặt phẳng, một ở lớp trên cùng và lớp kia ở dưới cùng, và được khâu lại với nhau bằng vias dọc theo cạnh song song với cột sống của F. Tuy nhiên, điều này hiếm khi thực tế, do đó, một sự thỏa hiệp tốt là có một mặt phẳng ở một trong các lớp ngoài cùng (trên cùng hoặc dưới cùng) là mặt phẳng mặt đất, và sau đó là mặt phẳng thứ hai trên một lớp bên trong, gần với đầu đối diện của chồng lên nhau. Đối với bảng 4 lớp, đây sẽ là lớp 2 và 4, hoặc cách khác là 1 và 3. Cách này, ở hai bên, có một ít tào lao theo cách này, với một bên không bị che khuất và bên kia chỉ có lớp thành phần. Khâu chúng lại với nhau ở cạnh, tất nhiên.

Ngoài ra, khi nghi ngờ, các loại ăng-ten có khả năng CAD này là ứng cử viên chính cho phần mềm mô phỏng ăng-ten. Do tính đơn giản tương đối của chúng, bạn thường có thể mong đợi các mô phỏng phản ánh (ý định chơi chữ) hiệu suất thực của ăng-ten đủ tốt để kiểm tra hiệu suất thiết kế cơ bản. Nhưng, PIFAs thường đơn giản đến mức không cần đến điều này.

Tôi biết đây có lẽ là một câu trả lời dài hơn bạn đang tìm kiếm, nhưng nó luôn hữu ích để hiểu những gì đang thực sự xảy ra với ăng-ten, vì nó có thể ngăn chặn việc xem xét các vấn đề sẽ xảy ra và tránh chúng. Dù sao, tôi hy vọng điều này sẽ giúp!


Metacollin, đó là một câu trả lời tuyệt vời. Tôi đang nghiên cứu ăng-ten và đó là thông tin tuyệt vời - gần như quá ngắn! ..nhưng, tôi có thể hỏi, một cái gì đó mà tôi vẫn chưa rõ ràng 100%, dưới dấu vết hình thành ăng-ten F đảo ngược, có nên / không phải là một phần của mặt phẳng mặt đất không? Tôi có một bảng dữ liệu tôi đang thực hiện để xây dựng một mô-đun wifi và thông báo "Mặt phẳng mặt đất trên lớp liền kề cần phải hoàn thành" - và nó chỉ khiến tôi bối rối với hầu hết các trích dẫn khác nói rằng "không đặt bất kỳ mặt đất nào dưới ăng ten "ở mọi nơi khác tôi đọc.
Simon Dexter

Tôi BIẾT đây là một phần phức tạp của thiết kế VÀ nó nằm ngoài phạm vi chuyên môn của tôi, nhưng tất cả những gì tôi đang cố gắng là xây dựng nguyên mẫu và sau khi nó được thực hiện và phần lớn nó hoạt động, tôi sẽ nhờ ai đó chuyên môn về nó để trợ giúp. Tuy nhiên, tôi muốn cho nó cơ hội tốt nhất để nguyên mẫu hoạt động. Vì vậy, bất kỳ cơ hội bạn có thể giúp làm rõ điều này cho tôi? - cảm ơn trước!
Simon Dexter
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.